Galvanizleme ve uygulaması
Galvanizleme - kullanarak metal ve metal olmayan ürünlerin yüzeyinde metal biriktirme yöntemi elektroliz… Bu tür bir birikimden sonra, ürünün yüzeyi büyük korozyon direnci, daha güzel bir görünüm (dekoratif kaplama), bazen — daha fazla sertlik, aşınma direnci.
Bu durumda ürün çok ince (5 — 30 μm) bir metal tabakası ile kaplanırsa, yalnızca nadir durumlarda (yüzey sertleştirme) milimetrenin onda birine ulaşırsa, bu tür işleme galvanik kaplama denir.
Şu anda galvanik kaplama yaygın olarak kullanılmaktadır (bakır kaplama, nikel kaplama, krom kaplama, gümüş kaplama, altın kaplama, kadmiyum kaplama, çinko kaplama, kalay kaplama, kurşun kaplama).
Altın kaplama, gümüş kaplama, nikel kaplama ve krom kaplama ağırlıklı olarak dekoratif amaçlı kullanılırken aynı zamanda bu kaplamalar korozyon direncini arttırmaktadır.
Bakır esas olarak nikel veya krom çelik ürünler üzerinde bir ara katman olarak kullanılır.Koruyucu metalin ürünün malzemesine iyi bir şekilde yapışması kaplamaların sağlamlığı için çok önemlidir.. Zikel ve krom çeliğe sıkıca yapışır, bu nedenle çelik önce yumuşatılır ve ardından nikel veya krom tabakası uygulanır. bakıra.
Bazı durumlarda krom tabakası korozyona karşı koruma sağlamadığından, üç katmanlı bir kaplama da (bakır-nikel-krom) kullanılır. Ürünleri bir nikel veya krom tabakası ile kaplamak, yüzeyi 480 — 500 ° C'ye ısıtıldığında oksidasyondan korur. Çinko kaplama, korozyon koruması için yaygın olarak kullanılır; bazı durumlarda kadmiyum kaplamaya başvururlar.
Krom ve nikel kaplama, matbaacılık sektöründeki klişeler gibi yüzeylerin aşınma direncini artırmak için de kullanılmaktadır. Bir klişeyi bir nikel, krom veya demir tabakasıyla kaplamak, hizmet ömrünü 10 kat veya daha fazla artırabilir. Bu durumlarda uygulanan filmin kalınlığı daha fazla (30-50 mikron ve üzeri) olmalıdır.
Uygulanan tabakanın ana metale yapışma mukavemeti için vazgeçilmez bir koşul, ikincisinin yüzeyinin temizliğidir. Bu nedenle, elektrolizden önce, ürünlerden en küçük kir, oksit, yağ izleri dikkatlice çıkarılır. Bunu yapmak için, genellikle sıcak baz çözeltilerinde veya organik çözücülerde - gazyağı, benzin - yağdan arındırılırlar.
Oksitleri ve safsızlıkları uzaklaştırmak için ürünler sülfürik veya hidroklorik asitte dağlanır ve pürüzsüz yüzeyler elde etmek için - taşlama ve cilalama yoluyla. Banyo ürünleri genellikle mat olduğundan dekoratif nedenlerle parlak bir yüzey elde etmek gerekiyorsa son işlem uygulamadan sonra tekrarlanır.
Elektrolitin ana kısmı uygulanan metalin tuzlarıdır.Ek olarak, elektrolitin iletkenliğini iyileştirmek için, genellikle elektroliti asidik veya alkali yapan asitler veya bazlar eklenir. Yaldız ve gümüş kaplama sırasında ve bazen bakır kaplamada, elektrolite siyanür bileşikleri verilir, bu da kaplamanın ana metal şapa daha iyi yapışmasını sağlar.
Kural olarak, elektrokaplama işlemlerinde çözünür anotlar, katoda uygulanan metal şeritler veya çubuklar şeklinde kullanılır..V Bu durumda, metal anottan katoda aktarılır. Ancak belirli bir elektrolitte çözünmeyen metal veya alaşımdan yapılan anotlar da örneğin krom kaplamada kurşun veya kurşun-antimon alaşımından yapılan anotlar kullanılır. elektrolit ve uygulanan metalin tuzu sistematik olarak elektrolite eklenmelidir.
Galvanizleme, kullanılan elektrolite kimyasal olarak dayanıklı bir malzemeden yapılan banyolarda gerçekleştirilir. Büyük küvetler çelikten yapılmıştır, kaynaklanmıştır ve asit çözeltileri için içeriden kauçuk, ebonit, vinil plastik ile yalıtılır veya aside dayanıklı ve ısıya dayanıklı verniklerle kaplanır.
Banyoda genellikle işlenecek iş parçaları askılara monte edilir. Düşük akım yoğunluğunda (0,01 — 0,1 A/cm2) gerçekleşen işlemler için sabit katotlu sabit banyolar kullanılır.
Yüksek akım yoğunluklarında (örneğin krom kaplamada), kaplama işlemi sırasında ürünlerin banyonun bir kenarından diğerine hareket ettiği sürekli banyolar kullanılır. Bu tür banyolar genellikle elektroliti basınçlı hava ile karıştırmak ve filtrelemek için cihazlarla donatılmıştır.
Yüksek kapasitede, sadece ürünlerin kendilerinin kaplanmasının değil, aynı zamanda yüzey hazırlığının (yağ giderme, aşındırma ve durulama) yapıldığı bir dizi banyo ile donatılmış otomatik makineler kullanılmaktadır. Bu tür makinelerde yatay ve dikey basamaklarda hareket eden ürünler sırayla tüm kazanlardan geçer.
Elektrokaplama, tüm elektrolitik işlemlerde olduğu gibi, doğru akım, genellikle düşük voltaj (6 - 24 V) kullanır. İşlem, akım yoğunluğunu değiştirerek düzenlenir, ikincisinin değeri, işleme bağlı olarak yaldız ve gümüşte A / dm2'nin yüzde biri ve onda biri ile krom kaplamada A / cm2'nin onda biri arasında değişir.
Akım yoğunluğu arttıkça birim zamanda biriken metal miktarı artar, ancak belirli bir değeri (her işlem için kendi değeri) aştığında kaplamanın kalitesi keskin bir şekilde bozulur. Galvanizli banyolar, DC jeneratörleri veya yarı iletken dönüştürücüler tarafından desteklenmektedir.
Çoğu galvanik kaplama işlemi için akım verimliliği nispeten yüksektir (%100 ila %90), örneğin yaldız ve bazı bakır kaplama türleri için akım verimliliği %70 - 60'a düşer. Sadece krom kaplama ile çok düşüktür (% 12), çünkü bu süreçte tüketilen elektriğin çoğu yan reaksiyonlara harcanır.
Son yıllarda alternatif akımın galvanik proseslerde kullanımı ile ilgili deneyler yapılmaktadır. Tipik olarak, AC bileşeninin genliği DC değerinin yaklaşık 2 katı olan bir AC bileşeni bir DC akımı üzerine bindirilir.Nikel, bakır ve çinko kaplamaların üretiminde alternatif akımın kullanılması kalitelerini iyileştirebilir, özellikle uygulanan tabakanın safsızlıklarla kirlenmesini azaltabilir.
Bazı durumlarda, banyoya 50 Hz'lik bir akım verildiğinde bakır kaplama mümkündür. Bu, banyo akımında sabit bir bileşenin ortaya çıkması nedeniyle alternatif akımın bir elektrokimyasal hücre tarafından kısmen doğrultulmasıyla açıklanır.